Báo cáo Vi điều khiển.pdf

MUÏC LUÏC

CHÖÔNG 1 TOÅNG QUAN VEÀ VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC

1.1 PIC LAØ GÌ ??

1.2 TAÏI SAO LAØ PIC MAØ KHOÂNG LAØ CAÙC HOÏ VI ÑIEÀU KHIEÅN KHAÙC??

1.3 KIEÁN TRUÙC PIC

1.4 RISC VAØ CISC

1.5 PIPELINING

1.6 CAÙC DOØNG PIC VAØ CAÙCH LÖÏA CHOÏN VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC

1.7 NGOÂN NGÖÕ LAÄP TRÌNH CHO PIC

1.8 MAÏCH NAÏP PIC

1.9 BOOTLOADER VAØ ICP (In Circuit Programming)

CHÖÔNG 2 VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC16F877A

2.1 SÔ ÑOÀ CHAÂN VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC16F877A

2.2 MOÄT VAØI THOÂNG SOÁ VEÀ VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC16F877A

2.3 SÔ ÑOÀ KHOÁI VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC16F877A

2.4 TOÅ CHÖÙC BOÄ NHÔÙ

2.4.1 BOÄ NHÔÙ CHÖÔNG TRÌNH

2.4.2 BOÄ NHÔÙ DÖÕ LIEÄU

2.4.2.1 THANH GHI CHÖÙC NAÊNG ÑAËC BIEÄT SFR

2.4.2.2 THANH GHI MUÏC ÑÍCH CHUNG GPR

2.4.3 STACK

2.5 CAÙC COÅNG XUAÁT NHAÄP CUÛA PIC16F877A

2.5.1 PORTA

2.5.2 PORTB

2.5.3 PORTC

2.5.4 PORTD

2.5.5 PORTE

2.6 TIMER 0

2.7 TIMER1

2.8 TIMER2

2.9 ADC

2.10 COMPARATOR

2.10.1 BOÄ TAÏO ÑIEÄN AÙP SO SAÙNH

2.11 CCP

2.12 GIAO TIEÁP NOÁI TIEÁP

1.12.1 USART

2.12.1.1 USART BAÁT ÑOÀNG BOÄ

2.12.1.1.1 TRUYEÀN DÖÕ LIEÄU QUA CHUAÅN GIAO TIEÁP USART BAÁT ÑOÀNG BOÄ

2.12.1.1.2 NHAÄN DÖÕ LIEÄU QUA CHUAÅN GIAO TIEÁP USART BAÁT ÑOÀNG BOÄ

2.12.1.1.2 USART ÑOÀNG BOÄ

2.12.1.2.1 TRUYEÀN DÖÕ LIEÄU QUA CHUAÅN GIAO TIEÁP USART ÑOÀNG BOÄ MASTER

MODE

2.12.1.2.2 NHAÄN DÖÕ LIEÄU QUA CHUAÅN GIAO TIEÁP USART ÑOÀNG BOÄ MASTER

MODE

2.12.1.2.3 TRUYEÀN DÖÕ LIEÄU QUA CHUAÅN GIAO TIEÁP USART ÑOÀNG BOÄ SLAVE

MODE

2.12.1.2.4 NHAÄN DÖÕ LIEÄU QUA CHUAÅN GIAO TIEÁP USART ÑOÀNG BOÄ SLAVE MODE

2.12.2 MSSP

2.12.2.1 SPI

2.12.2.1.1 SPI MASTER MODE

2.12.2.1.2 SPI SLAVE MODE

2.12.2.2 I2C

2.12.2.2.1 I2C SLAVE MODE

2.12.2.2.2 I2C MASTER MODE

2.13 COÅNG GIAO TIEÁP SONG SONG PSP (PARALLEL SLAVE PORT)

2.14 TOÅNG QUAN VEÀ MOÄT SOÁ ÑAËC TÍNH CUÛA CPU.

2.14.1 CONFIGURATION BIT

2.14.2 CAÙC ÑAËC TÍNH CUÛA OSCILLATOR

2.14.3 CAÙC CHEÁ ÑOÄRESET

2.14.4 NGAÉT (INTERRUPT)

2.14.4.1 NGAÉT INT

2.14.4.2 NGAÉT DO SÖÏ THAY ÑOÅI TRAÏNG THAÙI CAÙC PIN TRONG PORTB

2.14.5 WATCHDOG TIMER (WDT)

2.14.6 CHEÁ ÑOÄ SLEEP

2.14.6.1 “ÑAÙNH THÖÙC” VI ÑIEÀU KHIEÅN

CHÖÔNG 3 TAÄP LEÄNH CUÛA VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC

3.1 VAØI NEÙT SÔ LÖÔÏC VEÀ TAÄP LEÄNH CUÛA VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC

3.2 TAÄP LEÄNH CUÛA VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC

3.3 CAÁU TRUÙC CUÛA MOÄT CHÖÔNG TRÌNH ASSEMBLY VIEÁT CHO VI ÑIEÀU KHIEÅN

PIC

CHÖÔNG 4 MOÄT SOÁ ÖÙNG DUÏNG CUÏ THEÅ CUÛA PIC16F877A

4.1 ÑIEÀU KHIEÅN CAÙC PORT I/O

4.1.1 CHÖÔNG TRÌNH DELAY

4.1.2 MOÄT SOÁ ÖÙNG DUÏNG VEÀ ÑAËC TÍNH I/O CUÛA CAÙC PORT ÑIEÀU KHIEÅN

4.2 VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC16F877A VAØ IC GHI DÒCH 74HC595

4.3 PIC16F877A VAØ LED 7 ÑOAÏN

4.4 NGAÉT VAØ CAÁU TRUÙC CUÛA MOÄT CHÖÔNG TRÌNH NGAÉT

4.5 TIMER VAØ ÖÙNG DUÏNG

4.5.1 TIMER VAØ HOAÏT ÑOÄNG ÑÒNH THÔØI

PHUÏ LUÏC 1 SÔ ÑOÀ KHOÁI CAÙC PORT CUÛA VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC16F877A

PHUÏ LUÏC 2 THANH GHI SFR (SPECIAL FUNCTION REGISTER)

CHÖÔNG 1 TOÅNG QUAN VEÀ VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC

1.1 PIC LAØ GÌ ??

PIC laø vieát taét cuûa “Programable Intelligent Computer”, coù theå taïm dòch laø “maùy tính thoâng

minh khaû trình” do haõng Genenral Instrument ñaët teân cho vi ñieàu khieån ñaàu tieân cuûa hoï:

PIC1650 ñöôïc thieát keá ñeå duøng laøm caùc thieát bò ngoaïi vi cho vi ñieàu khieån CP1600. Vi ñieàu

khieån naøy sau ñoù ñöôïc nghieân cöùu phaùt trieån theâm vaø töø ñoù hình thaønh neân doøng vi ñieàu

khieån PIC ngaøy nay.

1.2 TAÏI SAO LAØ PIC MAØ KHOÂNG LAØ CAÙC HOÏ VI ÑIEÀU KHIEÅN KHAÙC??

Hieän nay treân thò tröôøng coù raát nhieàu hoï vi ñieàu khieån nhö 8051, Motorola 68HC, AVR,

ARM,... Ngoaøi hoï 8051 ñöôïc höôùng daãn moät caùch caên baûn ôû moâi tröôøng ñaïi hoïc, baûn thaân

ngöôøi vieát ñaõ choïn hoï vi ñieàu khieån PIC ñeå môû roäng voán kieán thöùc vaø phaùt trieån caùc öùng

duïng treân coâng cuï naøy vì caùc nguyeân nhaân sau:

Hoï vi ñieàu khieån naøy coù theå tìm mua deã daøng taïi thò tröôøng Vieät Nam.

Giaù thaønh khoâng quaù ñaét.

Coù ñaày ñuû caùc tính naêng cuûa moät vi ñieàu khieån khi hoaït ñoäng ñoäc laäp.

Laø moät söï boå sung raát toát veà kieán thöùc cuõng nhö veà öùng duïng cho hoï vi ñieàu khieån

mang tính truyeàn thoáng: hoï vi ñieàu khieån 8051.

Soá löôïng ngöôøi söû duïng hoï vi ñieàu khieån PIC. Hieän nay taïi Vieät Nam cuõng nhö treân

theá giôùi, hoï vi ñieàu khieån naøy ñöôïc söû duïng khaù roäng raõi. Ñieàu naøy taïo nhieàu thuaän lôïi trong

quaù trình tìm hieåu vaø phaùt trieån caùc öùng duïng nhö: soá löôïng taøi lieäu, soá löôïng caùc öùng duïng

môû ñaõ ñöôïc phaùt trieån thaønh coâng, deã daøng trao ñoåi, hoïc taäp, deã daøng tìm ñöôïc söï chæ daãn khi

gaëp khoù khaên,…

Söï hoã trôï cuûa nhaø saûn xuaát veà trình bieân dòch, caùc coâng cuï laäp trình, naïp chöông trình

töø ñôn giaûn ñeán phöùc taïp,…

Caùc tính naêng ña daïng cuûa vi ñieàu khieån PIC, vaø caùc tính naêng naøy khoâng ngöøng ñöôïc

phaùt trieån.

1.3 KIEÁN TRUÙC PIC

Caáu truùc phaàn cöùng cuûa moät vi ñieàu khieån ñöôïc thieát keá theo hai daïng kieán truùc: kieán truùc

Von Neuman vaø kieán truùc Havard.

Hình 1.1: Kieán truùc Havard vaø kieán truùc Von-Neuman

Toå chöùc phaàn cöùng cuûa PIC ñöôïc thieát keá theo kieán truùc Havard. Ñieåm khaùc bieät giöõa kieán

truùc Havard vaø kieán truùc Von-Neuman laø caáu truùc boä nhôù döõ lieäu vaø boä nhôù chöông trình.

Ñoái vôùi kieán truùc Von-Neuman, boä nhôù döõ lieäu vaø boä nhôù chöông trình naèm chung trong moät

boä nhôù, do ñoù ta coù theå toå chöùc, caân ñoái moät caùch linh hoaït boä nhôù chöông trình vaø boä nhôù döõ

lieäu. Tuy nhieân ñieàu naøy chæ coù yù nghóa khi toác ñoä xöû lí cuûa CPU phaûi raát cao, vì vôùi caáu truùc

ñoù, trong cuøng moät thôøi ñieåm CPU chæ coù theå töông taùc vôùi boä nhôù döõ lieäu hoaëc boä nhôù

chöông trình. Nhö vaäy coù theå noùi kieán truùc Von-Neuman khoâng thích hôïp vôùi caáu truùc cuûa

moät vi ñieàu khieån.

Ñoái vôùi kieán truùc Havard, boä nhôù döõ lieäu vaø boä nhôù chöông trình taùch ra thaønh hai boä nhôù

rieâng bieät. Do ñoù trong cuøng moät thôøi ñieåm CPU coù theå töông taùc vôùi caû hai boä nhôù, nhö vaäy

toác ñoä xöû lí cuûa vi ñieàu khieån ñöôïc caûi thieän ñaùng keå.

Moät ñieåm caàn chuù yù nöõa laø taäp leänh trong kieán truùc Havard coù theå ñöôïc toái öu tuøy theo yeâu

caàu kieán truùc cuûa vi ñieàu khieån maø khoâng phuï thuoäc vaøo caáu truùc döõ lieäu. Ví duï, ñoái vôùi vi

ñieàu khieån doøng 16F, ñoä daøi leänh luoân laø 14 bit (trong khi döõ lieäu ñöôïc toå chöùc thaønh töøng

byte), coøn ñoái vôùi kieán truùc Von-Neuman, ñoä daøi leänh luoân laø boäi soá cuûa 1 byte (do döõ lieäu

ñöôïc toå chöùc thaønh töøng byte). Ñaëc ñieåm naøy ñöôïc minh hoïa cuï theå trong hình 1.1.

1.4 RISC vaø CISC

Nhö ñaõ trình baøy ôû treân, kieán truùc Havard laø khaùi nieäm môùi hôn so vôùi kieán truùc Von￾Neuman. Khaùi nieäm naøy ñöôïc hình thaønh nhaèm caûi tieán toác ñoä thöïc thi cuûa moät vi ñieàu khieån.

Qua vieäc taùch rôøi boä nhôù chöông trình vaø boä nhôù döõ lieäu, bus chöông trình vaø bus döõ lieäu,

CPU coù theå cuøng moät luùc truy xuaát caû boä nhôù chöông trình vaø boä nhôù döõ lieäu, giuùp taêng toác

ñoä xöû lí cuûa vi ñieàu khieån leân gaáp ñoâi. Ñoàng thôøi caáu truùc leänh khoâng coøn phuï thuoäc vaøo caáu

truùc döõ lieäu nöõa maø coù theå linh ñoäng ñieàu chænh tuøy theo khaû naêng vaø toác ñoä cuûa töøng vi ñieàu

khieån. Vaø ñeå tieáp tuïc caûi tieán toác ñoä thöïc thi leänh, taäp leänh cuûa hoï vi ñieàu khieån PIC ñöôïc

thieát keá sao cho chieàu daøi maõ leänh luoân coá ñònh (ví duï ñoái vôùi hoï 16Fxxxx chieàu daøi maõ leänh

luoân laø 14 bit) vaø cho pheùp thöïc thi leänh trong moät chu kì cuûa xung clock ( ngoaïi tröø moät soá

tröôøng hôïp ñaëc bieät nhö leänh nhaûy, leänh goïi chöông trình con … caàn hai chu kì xung ñoàng hoà).

Ñieàu naøy coù nghóa taäp leänh cuûa vi ñieàu khieån thuoäc caáu truùc Havard seõ ít leänh hôn, ngaén hôn,

ñôn giaûn hôn ñeå ñaùp öùng yeâu caàu maõ hoùa leänh baèng moät soá löôïng bit nhaát ñònh.

Vi ñieàu khieån ñöôïc toå chöùc theo kieán truùc Havard coøn ñöôïc goïi laø vi ñieàu khieån RISC

(Reduced Instruction Set Computer) hay vi ñieàu khieån coù taäp leänh ruùt goïn. Vi ñieàu khieån

ñöôïc thieát keá theo kieán truùc Von-Neuman coøn ñöôïc goïi laø vi ñieàu khieån CISC (Complex

Instruction Set Computer) hay vi ñieàu khieån coù taäp leänh phöùc taïp vì maõ leänh cuûa noù khoâng

phaûi laø moät soá coá ñònh maø luoân laø boäi soá cuûa 8 bit (1 byte).

1.5 PIPELINING

Ñaây chính laø cô cheá xöû lí leänh cuûa caùc vi ñieàu khieån PIC. Moät chu kì leänh cuûa vi ñieàu khieån

seõ bao goàm 4 xung clock. Ví duï ta söû duïng oscillator coù taàn soá 4 MHZ, thì xung leänh seõ coù

taàn soá 1 MHz (chu kì leänh seõ laø 1 us). Giaû söû ta coù moät ñoaïn chöông trình nhö sau:

1. MOVLW 55h

2. MOVWF PORTB

3. CALL SUB_1

4. BSF PORTA,BIT3

5. instruction @ address SUB_1

ÔÛ ñaây ta chæ baøn ñeán qui trình vi ñieàu khieån xöû lí ñoaïn chöông trình treân thoâng qua

töøng chu kì leänh. Quaù trình treân seõ ñöôïc thöïc thi nhö sau:

Hình 1.2: Cô cheá pipelining

TCY0: ñoïc leänh 1

TCY1: thöïc thi leänh 1, ñoïc leänh 2

TCY2: thöïc thi leänh 2, ñoïc leänh 3

TCY3: thöïc thi leänh 3, ñoïc leänh 4.

TCY4: vì leänh 4 khoâng phaûi laø leänh seõ ñöôïc thöïc thi theo qui trình thöïc thi cuûa chöông

trình (leänh tieáp theo ñöôïc thöïc thi phaûi laø leänh ñaàu tieân taïi label SUB_1) neân chu kì thöïc thi

leänh naøy chæ ñöôïc duøng ñeå ñoïc leänh ñaàu tieân taïi label SUB_1. Nhö vaäy coù theå xem leânh 3

caàn 2 chu kì xung clock ñeå thöïc thi.

TCY5: thöïc thi leänh ñaàu tieân cuûa SUB_1 vaø ñoïc leänh tieáp theo cuûa SUB_1.

Quaù trình naøy ñöôïc thöïc hieän töông töï cho caùc leänh tieáp theo cuûa chöông trình.

Thoâng thöôøng, ñeå thöïc thi moät leänh, ta caàn moät chu kì leänh ñeå goïi leänh ñoù, vaø moät chu kì

xung clock nöõa ñeå giaûi maõ vaø thöïc thi leänh. Vôùi cô cheá pipelining ñöôïc trình baøy ôû treân, moãi

leänh xem nhö chæ ñöôïc thöïc thi trong moät chu kì leänh. Ñoái vôùi caùc leänh maø quaù trình thöïc thi

noù laøm thay ñoåi giaù trò thanh ghi PC (Program Counter) caàn hai chu kì leänh ñeå thöïc thi vì phaûi

thöïc hieän vieäc goïi leänh ôû ñòa chæ thanh ghi PC chæ tôùi. Sau khi ñaõ xaùc ñònh ñuùng vò trí leänh

trong thanh ghi PC, moãi leänh chæ caàn moät chu kì leänh ñeå thöïc thi xong.

1.6 CAÙC DOØNG PIC VAØ CAÙCH LÖÏA CHOÏN VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC

Caùc kí hieäu cuûa vi ñieàu khieån PIC:

PIC12xxxx: ñoä daøi leänh 12 bit

PIC16xxxx: ñoä daøi leänh 14 bit

PIC18xxxx: ñoä daøi leänh 16 bit

C: PIC coù boä nhôù EPROM (chæ coù 16C84 laø EEPROM)

F: PIC coù boä nhôù flash

LF: PIC coù boä nhôù flash hoaït ñoäng ôû ñieän aùp thaáp

LV: töông töï nhö LF, ñaây laø kí hieäu cuõ

Beân caïnh ñoù moät soá vi ñieäu khieån coù kí hieäu xxFxxx laø EEPROM, neáu coù theâm chöõ A

ôû cuoái laø flash (ví duï PIC16F877 laø EEPROM, coøn PIC16F877A laø flash).

Ngoaøi ra coøn coù theâm moät doøng vi ñieàu khieån PIC môùi laø dsPIC.

ÔÛ Vieät Nam phoå bieán nhaát laø caùc hoï vi ñieàu khieån PIC do haõng Microchip saûn xuaát.

Caùch löïa choïn moät vi ñieàu khieån PIC phuø hôïp:

Tröôùc heát caàn chuù yù ñeán soá chaân cuûa vi ñieàu khieån caàn thieát cho öùng duïng. Coù nhieàu

vi ñieàu khieån PIC vôùi soá löôïng chaân khaùc nhau, thaäm chí coù vi ñieàu khieån chæ coù 8 chaân,

ngoaøi ra coøn coù caùc vi ñieàu khieån 28, 40, 44, … chaân.

Caàn choïn vi ñieàu khieån PIC coù boä nhôù flash ñeå coù theå naïp xoùa chöông trình ñöôïc

nhieàu laàn hôn.

Tieáp theo caàn chuù yù ñeán caùc khoái chöùc naêng ñöôïc tích hôïp saün trong vi ñieàu khieån,

caùc chuaån giao tieáp beân trong.

Sau cuøng caàn chuù yù ñeán boä nhôù chöông trình maø vi ñieàu khieån cho pheùp.

Ngoaøi ra moïi thoâng tin veà caùch löïa choïn vi ñieàu khieån PIC coù theå ñöôïc tìm thaáy trong

cuoán saùch “Select PIC guide” do nhaø saûn xuaát Microchip cung caáp.

1.7 NGOÂN NGÖÕ LAÄP TRÌNH CHO PIC

Ngoân ngöõ laäp trình cho PIC raát ña daïng. Ngoân ngöõ laäp trình caáp thaáp coù MPLAB (ñöôïc cung

caáp mieãn phí bôûi nhaø saûn xuaát Microchip), caùc ngoân ngöõ laäp trình caáp cao hôn bao goàm C,

Basic, Pascal, … Ngoaøi ra coøn coù moät soá ngoân ngöõ laäp trình ñöôïc phaùt trieån daønh rieâng cho

PIC nhö PICBasic, MikroBasic,…

1.8 MAÏCH NAÏP PIC

Ñaây cuõng laø moät doøng saûn phaåm raát ña daïng daønh cho vi ñieàu khieån PIC. Coù theå söû duïng caùc

maïch naïp ñöôïc cung caáp bôûi nhaø saûn xuaát laø haõng Microchip nhö: PICSTART plus, MPLAB

ICD 2, MPLAB PM 3, PRO MATE II. Coù theå duøng caùc saûn phaåm naøy ñeå naïp cho vi ñieàu

khieån khaùc thoâng qua chöông trình MPLAB. Doøng saûn phaåm chính thoáng naøy coù öu theá laø

naïp ñöôïc cho taát caû caùc vi ñieàu khieån PIC, tuy nhieân giaù thaønh raát cao vaø thöôøng gaëp raát

nhieàu khoù khaên trong quaù trình mua saûn phaåm.

Ngoaøi ra do tính naêng cho pheùp nhieàu cheá ñoä naïp khaùc nhau, coøn coù raát nhieàu maïch naïp ñöôïc

thieát keá daønh cho vi ñieàu khieån PIC. Coù theå sô löôïc moät soá maïch naïp cho PIC nhö sau:

JDM programmer: maïch naïp naøy duøng chöông trình naïp Icprog cho pheùp naïp caùc vi

ñieàu khieån PIC coù hoã trôï tính naêng naïp chöông trình ñieän aùp thaáp ICSP (In Circuit Serial

Programming). Haàu heát caùc maïch naïp ñeàu hoã trôï tính naêng naïp chöông trình naøy.

WARP-13A vaø MCP-USB: hai maïch naïp naøy gioáng vôùi maïch naïp PICSTART PLUS

do nhaø saûn xuaát Microchip cung caáp, töông thích vôùi trình bieân dòch MPLAB, nghóa laø ta coù

theå tröïc tieáp duøng chöông trình MPLAB ñeå naïp cho vi ñieàu khieån PIC maø khoâng caàn söû duïng

moät chöông trình naïp khaùc, chaúng haïn nhö ICprog.

P16PRO40: maïch naïp naøy do Nigel thieát keá vaø cuõng khaù noåi tieáng. OÂng coøn thieát keá

caû chöông trình naïp, tuy nhieân ta cuõng coù theå söû duïng chöông trình naïp Icprog.

Maïch naïp Universal cuûa Williem: ñaây khoâng phaûi laø maïch naïp chuyeân duïng daønh cho

PIC nhö P16PRO40.

Caùc maïch naïp keå treân coù öu ñieåm raát lôùn laø ñôn giaûn, reû tieàn, hoaøn toaøn coù theå töï laép raùp

moät caùch deã daøng, vaø moïi thoâng tin veà sô ñoà maïch naïp, caùch thieát keá, thi coâng, kieåm tra vaø

chöông trình naïp ñeàu deã daøng tìm ñöôïc vaø download mieãn phí thoâng qua maïng Internet. Tuy

nhieân caùc maïch naïp treân coù nhöôïc ñieåm laø haïn cheá veà soá vi ñieàu khieån ñöôïc hoã trôï, beân caïnh

ñoù moãi maïch naïp caàn ñöôïc söû duïng vôùi moät chöông trình naïp thích hôïp.

1.9 BOOTLOADER VAØ ICP (In Circuit Programming)

CHÖÔNG 2 VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC16F877A

2.1 SÔ ÑOÀ CHAÂN VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC16F877A

Hình 2.1 Vi ñieàu khieån PIC16F877A/PIC16F874A vaø caùc daïng sô ñoà chaân

2.2 MOÄT VAØI THOÂNG SOÁ VEÀ VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC16F877A

Ñaây laø vi ñieàu khieån thuoäc hoï PIC16Fxxx vôùi taäp leänh goàm 35 leänh coù ñoä daøi 14 bit.

Moãi leänh ñeàu ñöôïc thöïc thi trong moät chu kì xung clock. Toác ñoä hoaït ñoäng toái ña cho pheùp laø

20 MHz vôùi moät chu kì leänh laø 200ns. Boä nhôù chöông trình 8Kx14 bit, boä nhôù döõ lieäu 368x8

byte RAM vaø boä nhôù döõ lieäu EEPROM vôùi dung löôïng 256x8 byte. Soá PORT I/O laø 5 vôùi 33

pin I/O.

Caùc ñaëc tính ngoaïi vi bao goàmcaùc khoái chöùc naêng sau:

Timer0: boä ñeám 8 bit vôùi boä chia taàn soá 8 bit.

Timer1: boä ñeám 16 bit vôùi boä chia taàn soá, coù theå thöïc hieän chöùc naêng ñeám döïa vaøo

xung clock ngoaïi vi ngay khi vi ñieàu khieån hoaït ñoäng ôû cheá ñoä sleep.

Timer2: boä ñeám 8 bit vôùi boä chia taàn soá, boä postcaler.

Hai boä Capture/so saùnh/ñieàu cheá ñoä roâng xung.

Caùc chuaån giao tieáp noái tieáp SSP (Synchronous Serial Port), SPI vaø I2C.

Chuaån giao tieáp noái tieáp USART vôùi 9 bit ñòa chæ.

Coång giao tieáp song song PSP (Parallel Slave Port) vôùi caùc chaân ñieàu khieån RD, WR,

CS ôû beân ngoaøi.

Caùc ñaëc tính Analog:

8 keânh chuyeån ñoåi ADC 10 bit.

Hai boä so saùnh.

Beân caïnh ñoù laø moät vaøi ñaëc tính khaùc cuûa vi ñieàu khieån nhö:

Boä nhôù flash vôùi khaû naêng ghi xoùa ñöôïc 100.000 laàn.

Boä nhôù EEPROM vôùi khaû naêng ghi xoùa ñöôïc 1.000.000 laàn.

Döõ lieäu boä nhôù EEPROM coù theå löu tröõ treân 40 naêm.

Khaû naêng töï naïp chöông trình vôùi söï ñieàu khieån cuûa phaàn meàm.

Naïp ñöôïc chöông trình ngay treân maïch ñieän ICSP (In Circuit Serial Programming)

thoâng qua 2 chaân.

Watchdog Timer vôùi boä dao ñoäng trong.

Chöùc naêng baûo maät maõ chöông trình.

Cheá ñoä Sleep.

Coù theå hoaït ñoäng vôùi nhieàu daïng Oscillator khaùc nhau.

2.3 SÔ ÑOÀ KHOÁI VI ÑIEÀU KHIEÅN PIC16F877A

Hình 2.2 Sô ñoà khoái vi ñieàu khieån PIC16F877A.

2.4 TOÅ CHÖÙC BOÄ NHÔÙ

Caáu truùc boä nhôù cuûa vi ñieàu khieån PIC16F877A bao goàm boä nhôù chöông trình (Program

memory) vaø boä nhôù döõ lieäu (Data Memory).

2.4.1 BOÄ NHÔÙ CHÖÔNG TRÌNH

Boä nhôù chöông trình cuûa vi ñieàu khieån

PIC16F877A laø boä nhôù flash, dung löôïng boä

nhôù 8K word (1 word = 14 bit) vaø ñöôïc phaân

thaønh nhieàu trang (töø page0 ñeán page 3) .

Nhö vaäy boä nhôù chöông trình coù khaû naêng

chöùa ñöôïc 8*1024 = 8192 leänh (vì moät leänh

sau khi maõ hoùa seõ coù dung löôïng 1 word (14

bit).

Ñeå maõ hoùa ñöôïc ñòa chæ cuûa 8K word

boä nhôù chöông trình, boä ñeám chöông trình coù

dung löôïng 13 bit (PC<12:0>).

Khi vi ñieàu khieån ñöôïc reset, boä ñeám

chöông trình seõ chæ ñeán ñòa chæ 0000h (Reset

vector). Khi coù ngaét xaûy ra, boä ñeám chöông

trình seõ chæ ñeán ñòa chæ 0004h (Interrupt

vector).

Boä nhôù chöông trình khoâng bao goàm

boä nhôù stack vaø khoâng ñöôïc ñòa chæ hoùa bôûi

boä ñeám chöông trình. Boä nhôù stack seõ ñöôïc

ñeà caäp cuï theå trong phaàn sau. Hình 2.3 Boä nhôù chöông trình PIC16F877A

2.4.2 BOÄ NHÔÙ DÖÕ LIEÄU

Boä nhôù döõ lieäu cuûa PIC laø boä nhôù EEPROM ñöôïc chia ra laøm nhieàu bank. Ñoái vôùi

PIC16F877A boä nhôù döõ lieäu ñöôïc chia ra laøm 4 bank. Moãi bank coù dung löôïng 128 byte, bao

goàm caùc thanh ghi coù chöùc naêng ñaëc bieät SFG (Special Function Register) naèm ôû caùc vuøng

ñòa chæ thaáp vaø caùc thanh ghi muïc ñích chung GPR (General Purpose Register) naèm ôû vuøng

ñòa chæ coøn laïi trong bank. Caùc thanh ghi SFR thöôøng xuyeân ñöôïc söû duïng (ví duï nhö thanh

ghi STATUS) seõ ñöôïc ñaët ôû taát caø caùc bank cuûa boä nhôù döõ lieäu giuùp thuaän tieän trong quaù

trình truy xuaát vaø laøm giaûm bôùt leänh cuûa chöông trình. Sô ñoà cuï theå cuûa boä nhôù döõ lieäu

PIC16F877A nhö sau:

Hình 2.4 Sô ñoà boä nhôù döõ lieäu PIC16F877A

2.4.2.1 THANH GHI CHÖÙC NAÊNG ÑAËC BIEÄT SFR

Ñaây laø caùc thanh ghi ñöôïc söû duïng bôûi CPU hoaëc ñöôïc duøng ñeå thieát laäp vaø ñieàu khieån caùc

khoái chöùc naêng ñöôïc tích hôïp beân trong vi ñieàu khieån. Coù theå phaân thanh ghi SFR laøm hai

loïai: thanh ghi SFR lieân quan ñeán caùc chöùc naêng beân trong (CPU) vaø thanh ghi SRF duøng ñeå

thieát laäp vaø ñieàu khieån caùc khoái chöùc naêng beân ngoaøi (ví duï nhö ADC, PWM, …). Phaàn naøy seõ

ñeà caäp ñeán caùc thanh ghi lieân quan ñeán caùc chöùc naêng beân trong. Caùc thanh ghi duøng ñeå thieát

laäp vaø ñieàu khieån caùc khoái chöùc naêng seõ ñöôïc nhaéc ñeán khi ta ñeà caäp ñeán caùc khoái chöùc naêng

ñoù. Chi tieát veà caùc thanh ghi SFR seõ ñöôïc lieät keâ cuï theå trong baûng phuï luïc 2.

Thanh ghi STATUS (03h, 83h, 103h, 183h):thanh ghi chöùa keát quaû thöïc hieän pheùp

toaùn cuûa khoái ALU, traïng thaùi reset vaø caùc bit choïn bank caàn truy xuaát trong boä nhôù döõ lieäu.

Thanh ghi OPTION_REG (81h, 181h): thanh ghi naøy cho pheùp ñoïc vaø ghi, cho pheùp

ñieàu khieån chöùc naêng pull-up cuûa caùc chaân trong PORTB, xaùc laäp caùc tham soá veà xung taùc

ñoäng, caïnh taùc ñoäng cuûa ngaét ngoaïi vi vaø boä ñeám Timer0.

Thanh ghi INTCON (0Bh, 8Bh,10Bh, 18Bh):thanh ghi cho pheùp ñoïc vaø ghi, chöùa caùc

bit ñieàu khieån vaø caùc bit côø hieäu khi timer0 bò traøn, ngaét ngoaïi vi RB0/INT vaø ngaét interrput￾on-change taïi caùc chaân cuûa PORTB.

Thanh ghi PIE1 (8Ch): chöùa caùc bit ñieàu khieån chi tieát caùc ngaét cuûa caùc khoái chöùc

naêng ngoaïi vi.

Thanh ghi PIR1 (0Ch) chöùa côø ngaét cuûa caùc khoái chöùc naêng ngoaïi vi, caùc ngaét naøy

ñöôïc cho pheùp bôûi caùc bit ñieàu khieån chöùa trong thanh ghi PIE1.

Thanh ghi PIE2 (8Dh): chöùa caùc bit ñieàu khieån caùc ngaét cuûa caùc khoái chöùc naêng

CCP2, SSP bus, ngaét cuûa boä so saùnh vaø ngaét ghi vaøo boä nhôù EEPROM.